KR20060046596A - 자동문 주위의 존재를 감지하기 위한 열감응 정렬기구 - Google Patents

자동문 주위의 존재를 감지하기 위한 열감응 정렬기구 Download PDF

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KR20060046596A
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알라인 잠본
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비.이.에이. 에스.에이.
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Abstract

본 발명은 감시 영역 내의 목표 물체의 존재를 검출하기 위한 열감응 정렬 기구에 관한 것이다. 상기 기구는 정렬 배치 내에 제공되는 적어도 2개의 다수의 열감응 감지기들을 포함하며, 각 열감응 감지기는 상기 감시 영역 내에 포함된 적어도 2개의 다수의 대응하는 감시점들과 연관된다. 각 열감응 감지기는 상기 열감응 감지기에 대응하는 방추상의 감시 영역 내에 위치하는 다수의 목표들의 하나로부터 송출되는 열적인 적외선 방사의 일부를 흡수하도록 적영된 감지기 구성요소를 포함한다. 열감응 감지기는 열전퇴, 볼로미터 또는 임의의 다른 형태의 감지기가 될 수 있다. 각 열감응 감지기 내에 전기회로들이 적용되어 상기 목표의 온도에 따라 상기 열감응 감지기에서 발생된 신호를 측정하도록 한다. 상기 기구는 다른 감지기들에 전기적으로 연결된 전기적 다중 측정 회로를 더 포함할 수 있다. 상기 기구는 대응하는 방추상의 감시 영역 내에 만연하는 온도에 따라 선택가능한 한 쌍의 열전퇴 감지기들 사이에서의 차등 측정을 수행하도록 적용된다.
열감응, 감지기, 감시, 목표, 존재, 동작, 감시 영역, 열전퇴

Description

자동문 주위의 존재를 감지하기 위한 열감응 정렬기구 {Thermally sensitive array device for presence detection around automatic doors}
도 1은 본 발명에 따른 열감응 정렬기구의 하나의 구체적인 실시예에 따라 열전퇴 감지기(sensor)들의 배열을 포함하는 열감응 정렬기구의 하나의 구체적인 실시예를 절단하여 도시한 계통도이다.
도 2는 감시점(surveillance spot)들을 포함하는 감시지역을 감시하기 위한 본 발명에 따른 열감응 정렬기구를 형성하는 것으로서, 도 1에 나타난 바와 같은 열전퇴 감지기의 하나의 구체적인 실시예를 절단하여 도시한 계통도이다.
도 3은 본 발명의 다른 하나의 구체적인 실시예에 따라 문 감지기구(door sensor device)의 감시지역을 형성하는 다수의 감시점들 상에서 본 평면도를 더 포함하는 미닫이식 문(sliding door)의 배열을 수평면에서 본 단면 계통도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 하나의 구체적인 실시예에 따라 문 감지기구의 감시지역을 형성하는 다수의 감시점들 상에서 본 평면도를 더 포함하는 여닫이식 문(swinging door)의 배열을 수평면에서 본 단면 계통도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 하나의 구체적인 실시예에 따라 문 감지기구의 감시지역을 형성하는 다수의 감시점들 상에서 본 평면도를 더 포함하는 회전식 문(revolving door)의 배열을 수평면에서 본 단면 계통도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 하나의 구체적인 실시예에 따라 문 감지기구의 감시지역을 형성하는 다수의 감시점들 상에서 본 평면도를 더 포함하는 미닫이식 문의 배열 및 다른 형태의 감지기를 더 포함하는 것을 수평면에서 본 단면 계통도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 하나의 구체적인 실시예에 따라 열전퇴 감지기들의 2차원적 배열을 포함하는 문 감지기구의 감시지역을 형성하는 다수의 감시점들 상에서 본 평면도를 더 포함하는 미닫이식 문의 배열을 수평면에서 본 단면 계통도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
10, 10-i : 열전퇴 감지기 12, 12-i : 열전쌍
14, 14-i : 제의 소스구성요소 15, 15-I : 제의 접점
16, 16-i : 흡수층 18, 18-i : 제2의 소스구성요소
19, 19-i : 제의 접점 20, 20-i : 절연층
22, 22-i : 가열요소
24, 24-i : 제1의 열전퇴 커넥터
26, 26-i : 제2의 열전퇴 커넥터
28, 28-i : 제1의 열전퇴 신호포트
30, 30-i : 제2의 열전퇴 신호포트
32, 32-i : 제1의 가열 커넥터 34, 34-i : 제2의 가열 커넥터
36, 36-i : 제1의 가열 전류포트
38, 38-i : 제2의 가열 전류포트
40 : 기판 42 : 포장
44, 44-i : 광학 구성요소 46, 46-i : 개구
48, 48-i : 집중된 형상 빔
50, 50-i : 물체 빔(방추상의 감시 영역)
52, 52-i : 감시점 (i = 1...n)
52-ji : 감시점 (j = 1...m, i = 1...n)
54-i : 제1의 보조 감시 영역 부분
54-2 : 제의 보조 감시 영역 부분
56 : 감시 영역 60 : 제1의 구축 벽 부분
62 : 제2의 구축 벽 부분
64-1 : 제1의 활주식 문 구성요소
64-2 : 제2의 활주식 문 구성요소
66 : 여닫이식 문 구성요소
68-1, 68-2 : 각각 제1 및 제2의 회전식 문 구성요소
68-3, 68-4 : 각각 제3 및 제4의 회전식 문 구성요소
70 : 제1의 안내레일 72 : 제2의 안내레일
74 : 제1의 문짝 76 : 제2의 문짝
80 : 열전퇴 정렬 기구 Vt, Vt-i : 열전퇴 전압
Ih, Ih-i : 가열 전류
본 발명은 예를 들어 방추상의 감시 지역(surveillance cones)의 정렬 배치를 포함하는 감시지역 내의 존재 및 동작의 검출을 제공하기 위한 열전퇴(thermopile)들의 배열을 포함하는 열감응 정렬기구 및 문턱 내 또는 근처 이내의 사물의 존재 및/또는 동작의 검출을 제공하기에 특히 적합한 문 감지기구, 특히 자동문에 적합한 문 감지기구와 같은 응용예들에 관한 것이다.
이러한 응용예들에서, 예를 들어, 인체와 같은 목표 물체의 존재가 감지되면, 문 감지기의 감시영역으로 들어오는 경우에는 문을 자동적으로 개방하는 신호를 촉발하거나, 또는 목표 물체가 문의 문턱 내에서 감지되는 경우, 목표 물체에 대해 문이 닫히는 것을 방지한다.
열적 영상(thermal imaging)은 주어진 온도를 갖는 임의의 물체에 의해 방출되는 열방사(thermal radiation)의 측정에 기초한다. 이 열방사에 관련된 파장은 7 내지 14의 범위 이내이다.
열전퇴 감지기들이 비접촉 온도(또는 열)의 측정에 일반적으로 사용될 수 있다. 이러한 감지기들은 주변의 온도와 다른 온도를 갖는 물체의 존재를 검출하는 데 사용될 수 있다. 이러한 감지기들은 또한 주변 온도와 같이 실질적으로 일정한 경우인 환경에 대해서는 반응하지 않도록 동작될 수 있다.
예를 들어, 볼로미터(bolometer ; 전자 방사 에너지 측정용 등의 저항 온도계의 일종)의 배열과 같은 다른 기술들 역시 가능하다. 이들 감지기들이 그 자체가 어떠한 임의의 방사를 송출함이 없이 목표들의 열적 방사를 원격적으로 측정하기 때문에 이러한 모든 종류의 감지기들은 수동형이라 부른다.
열전퇴 감지기는 소형화된 열전쌍을 사용하는 감지기이며, 이는 실리콘 기판에 또는 그 위에 형성된 냉원(cold source) 및 온원(warm source)들 사이에 형성된다. 인간 또는 동물의 신체가 주변 환경 내에 있는 경우 즉, 주변 온도가 그들 신체 온도 보다 낮은 경우와 같이, 상기 목표가 환경의 주변 온도보다 더 높다는 가정 하에, 상기 냉원은 주변 온도와 연관되고, 상기 온원은 목표와 연관되게 된다. 열전쌍들은 상기 냉원과 온원들 사이에 위치하며, 그 온도차는 전압을 발생시키며, 이 전압은 상기 냉원과 온원들에 의해 얻어진 온도차에 비례한다.
열전퇴 감지기는 귀 삽입용 온도계(ear thermometer ; Kenneth와 그의 동료들의 미국특허 제4,722,612호), 마이크로오븐의 내부(Bu의 미국특허 제5,589,094호 ; Lee의 미국특허 제6.013,907호), 모발건조기(Var der Wal과 그의 동료들의 WO 99/01726호), 가열 시스템의 버너(heating system burner ; Carigan의 미국특허 제4,717,333호) 및 동작 감지(Beerwerth와 그의 동료들의 미국특허 제6,203,194 B1호) 등과 같이 서로 다른 응용예들에서의 영역들의 온도를 원격적으로 측정하는데 사용되어 왔다. 후자의 경우에서, 동작 검출은 감지기 배열에 대해 매번 하나의 렌즈에 의해 커버(cover)되며, 다른 하나의 렌즈에로 들어가며 남기는 영역에 대한 여러 변수들을 생성하기 위하여 다수의 렌즈 기술(lens technology)을 사용하여 얻어졌다.
존재 및 동작 검출을 위해 사용되었던 능동형 감지기 기구들은 일반적으로 상기 기구가 어느 영역의 방향으로 또는 조사되어야 하는 공간 내에서 고정된 각도로의 방사(전형적으로는 광 또는 전파와 같은 전자기 방사)를 송출하는 송출기(emitter) 및 반사와 같이 감시 영역으로부터 재귀되는(re-emerging) 방사의 일부를 검출하기 위한 방사 검출기(radiation detector)를 포함하는 원리에 의존하게 된다. 방사 검출기의 방향에서의 반사도(reflectivity)가 변경되는 경우, 재귀되는 방사의 양이 변하게 된다. 이는 예를 들어 상기 감시 영역으로 목표가 들어오는 것과 같은 결과를 야기할 수 있다.
능동형 감지기들은 자동문 용의 응용예들과 마찬가지로 다음과 같은 단점들을 갖는다.
방사 송출은 방사의 송출을 유지하는데 요구되는 부수적인 전력 소모를 야기한다. 상기 송출된 방사는 인간의 웰빙(well-being) 또는 건강에 악영향을 줄 수 있다. 방사 송출이 시각적으로 볼 수 있는 가시적인 것이라면, 존재의 감시가 수행 중이라는 것을 나타내는 것이 바람직하지않은 경우에는 상기 송출된 방사는 눈에 띈다. 또한, 예를 들어, 인간과 같이 검출되어야 할 목표들 이외의 다른 목표들에 의해 상기 감시 지역으로부터 재귀되는 방사의 검출량이 변하게 될 수 있으며, 이는 "오경보(false alarms)"를 일으키게 된다.
존재 검출용의 수동형 감지기 기구들은 검출을 위하여 방사를 송출하지 않 고, 오히려 검출되어야 할 목표 물체에 의해 송출되는 방사를 검출한다. 열-전 감지기(pyro-electric sensor)는 자동문 주위에의 응용으로 잘 알려져 있기는 하나, 동작 검출을 위해서만 사용되었다. 열-전 감지기들은 단지 온도 변화 측정에만 제공되며, 정체-상태(steady-state)의 온도 측정에는 적합하지 않다.
선행 기술의 감지기들의 이들 단점들의 관점에서, 본 발명의 하나의 목적은 감지기 기구 및 목표 물체, 예를 들면, 인체의 존재 및/또는 동작동작과 함께 사용되어 문 주위를 검출하는 데 유용하며, 앞서 언급한 단점들을 감소시키거나 또는 제거한다. 본 발명의 다른 목적들은 특히 감지기 기구 및 문 감지기를 제공하는 것이며, 이는 매우 낮은 에너지 소모와 작은 크기를 가지며, 능동적으로 방사를 송출하는 것을 요구하지 않으며, 정체-상태의 온도 측정 및 감시 지역의 감시에 특히 요구되는 장시간의 안정성을 달성할 수 있다.
문 감지기의 위치는 대개 문의 상부의 양측면 또는 중앙이 될 수 있다. 이러한 응용예에서, 상기 문 감지기는 문의 동작의 영역을 커버하거나 또는 감시할 수 있는 위치가 될 것이다. 이러한 응용예의 관점에서, 본 발명의 다른 하나의 목적은 자동문의 동작에 의한 오경보 또는 혼란(perturbation)을 방지하고, 비, 눈, 낙엽들 등과 같이 상기 감시 영역으로 유입되는 혼란 등의 경우에서 상기 감시 영역 내의 지면 또는 바닥의 반사도의 변화들에 반응하지 않도록 하여, 상기 문이 불필요하게 개방되거나 또는 불필요하게 길게 개방상태를 유지하지 않도록 하는 것이다.
본 발명의 제1의 관점에 따르면, 상기한 목적들은 각 열감응 감지기들이 대응하는 감시 영역 내에 포함된 적어도 2개 이상 다수의 방추상의 감시 지역들 중의 어느 하나와 관련되도록 정렬되어 배치되는 적어도 2개 이상 다수의 열감응 감지기들을 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 감시 지역 내의 목표의 존재를 검출하기 위한 열감응 정렬기구를 제공하는 것에 의해 달성된다. 각 열감응 감지기는 상기 다수의 방추상의 감시 지역들 중의 어느 하나에 관련되어 대응하는 것으로부터 송출되는 열적외선 방사(thermal infrared radiation)의 일부를 흡수하도록 적용된다.
각 열감응 감지기는 상기 감지기에 전기적으로 연결되어 목표의 온도에 의해 상기 열감응 감지기에서 생성된 신호를 측정하기 위한 전기회로를 더 포함한다. 바람직하게는, 상기 기구는 열감응 감지기로서 열전퇴 감지기 또는 볼로미터를 포함한다.
바람직하게는, 각 열감응 감지기 내의 상기 전기회로는 단순히 상기 방추상의 감시 지역들 내에 만연된 온도에 관련된 신호를 출력하도록 적용된다.
상기 신호는 적어도 2개의 열감응 감지기들의 제1 및 제2의 접촉들 사이의 정렬 내의 각 감지기에 의해 발생된 전압이 될 수 있다.
상기 기구는 상기 다수의 열감응 감지기들에 의해 발생된 다수의 전압들을 측정하도록 적용된 사전/증폭 회로; 및 상기 열감응 감지기들에 대응하며 주변의 방추상의 감시 지역들 내에 만연하는 온도를 나타내는 다수의 전기적인 신호들의 변화를 제공하도록 적용된 다중 회로(multiplex circuitry) 들을 더 포함한다.
상기 기구는 그 내부에 상기 다수의 열감응 감지기들 및 다수의 광학 요소(optical element)들을 수용하도록 적용된 포장(package)를 더 포함한다. 각 광학 요소는 상기 대응하는 방추상의 감시 지역으로부터 상기 대응하는 제1의 열감응 감지기 상으로 송출된 적외선 방사의 일부를 형상화하도록 적용된다. 상기 광학 요소들은 적외선 방사를 투과시키도록 적용되는 렌즈들이 될 수 있다.
상기 정렬은 선형의 정렬 또는 2차원적인 정렬이 될 수 있다.
바람직하게는, 적어도 하나의 감지기 요소(element)가 변경가능하게 선택가능한 참조 온도(reference temperature)에 놓여지도록 적용될 수 있다. 이러한 정렬의 목적은 상기 감지기의 검출 용량(detection capacity)을 감시하기 위한 것이다. 이러한 점의 특징은 안전성(safety)에의 응용에 도움이 된다. 예를 들면, 각 열감응 감지기는 상기 감지기 각각의 감도(sensitivity)를 감시하기 위하여 사용될 수 있는 가열요소(heating element)와 함께 탑재될 수 있다. 바람직한 구체예에서, 상기 가열기능은 적용된 전류를 통하여 상기 감지기 자체에 의하여 수행될 수 있다.
상기 열감응 정렬 기구는 보조 감시 영역 내의 목표 물체의 존재 및/또는 동작을 검출하기 위하여 적용되는 보조 감지기를 더 포함할 수 있다. 상기 보조 감지기는 상기 열감응 감지기와는 다른 종류의 감지기가 될 수 있다. 상기 보조 감지기는 극초단파 레이더 감지기(microwave radar sensor), 극초단파 도플러 감지기(microwave doppler sensor), 능동형 적외선 감지기(active infrared sensor) 또는 열-전 감지기(pyro-electric sensor)들 중의 하나가 될 수 있다.
상기 다수의 열감응 감지기들은 공통의 기판(substrate) 상에 제조될 수 있다. 상기 기판은 실리콘 기판(silicon substrate)이 될 수 있고, 상기 열감응 감지기들은 실리콘 집적 기술(silicon integration technology), 바람직하게는 CMOS 집적 기술을 사용하여 제조될 수 있다.
자동문 및 문 개방기(door opener)에의 적용의 관점에서, 본 발명의 다른 하나의 관점에 따르면, 문턱 내 및/또는 근처에로 연장되는 감시 지역 내의 목표 물체의 존재 및/또는 동작을 검출하도록 적용되는 문 감지기 기구가 제공되며, 여기에서 상기 문은 문을 개방하고, 개방된 문을 폐쇄하는 적어도 하나의 가변가능한 문 구성요소를 포함한다. 상기 기구는 상기 적어도 하나의 문 구성요소에 앞서 설명한 바와 같은 적어도 하나의 열감응 정렬기구를 포함하며, 여기에서 상기 적어도 하나의 열감응 정렬 기구의 다수의 방추상의 감시 지역들이 대응하는 문 구성요소와 실질적으로 평행하게 연장되는 선형의 정렬 배치로 배열된다.
상기 방추상의 감시 지역들은 대응하는 가변가능한 문 구성요소의 양 측면 상에 연장될 수 있다.
지면 상 또는 지면 위 임의의 높이에 위치하는 감시점들은 상기 열감응 감지기들의 방추상의 감시 지역들의 교차(intersection)에 의해 형성된다.
따라서, 하나의 검출 방추상의 감시 지역 내에 들어오는 임의의 목표는 임의의 높이에서 검출될 수 있다.
상기 문이 그 문의 개방에 대해 실질적으로 평행한 하나의 면 내에서 활주되도록 적용되는 하나 또는 그 이상의 움직이는 문 구성요소들을 포함하는 미닫이식 문의 배치를 포함하는 경우에, 상기 적어도 하나의 열감응 정렬 감지기의 감시점들의 상기 선형의 정렬 배치는 상기 문의 움직이는 문 구성요소 또는 문턱을 실질적으로 가로지르고 그리고 그를 따라 연장될 수 있다. 이러한 문 배치에 있어서, 달리, 상기 문 감지기 기구는 2개의 열감응 정렬 기구들을 포함하며, 여기에서 상기 2개의 정렬 기구에 대응하는 감시점들의 상기 선형의 정렬 배치들은 상기 문의 문턱의 대향되는 측면들 상에 위치하게 된다.
상기 문이 하나 또는 그 이상의 여닫이식의 문 구성요소를 포함하는 여닫이식 문 배치를 포함하는 경우, 적어도 하나의 열전퇴 정렬 기구가 각 여닫이식의 문 구성요소에 제공될 수 있으며, 여기에서 각 열감응 정렬 기구에 대응하는 감시점들의 상기 선형의 정렬은 이들이 문 구성요소에 실질적으로 평행하게 남도록 하는 방법으로 상기 대응하는 여닫이식의 문 구성요소와 함께 움직인다. 이러한 문 배치에 있어서, 달리, 상기 문 감지기 기구는 각 여닫이식의 문 구성요소에 연관되는 2개의 열감응 정렬 기구들을 포함하며, 감시점들의 상기 2개의 대응하는 선형의 정렬 배치들은 상기 문의 문턱의 대향되는 측면들 상에 위치하게 된다.
상기 문이 다수의 회전하는 문 구성요소들을 포함하는 회전식의 문 배치인 경우, 적어도 하나의 열감응 정렬 기구가 각 회전식의 문 구성요소에 제공되며, 여기에서 상기 감시점들의 상기 선형의 정렬은 이들이 문 구성요소에 실질적으로 평행하게 남도록 하는 방법으로 상기 대응하는 회전식의 문 구성요소와 함께 움직인다. 이러한 문 배치에 있어서, 감시점들의 상기 선형의 정렬은 바람직하게는 상기 회전식의 문 구성요소에 대해 상기 회전하는 방향에서 앞쪽의 면 상에 배치된다. 이러한 문 배치에 있어서, 상기 문 감지기 기구는 각 회전식의 문 구성요소에 대해 2개의 열감응 정렬기구들을 포함하며, 이들 감시점들에 대응하는 상기 2개의 선형의 정렬 배치들은 각 회전식의 문 구성요소들의 대응하는 하나에 대향되는 측면들 상에 위치하게 된다.
상기 문 감지기 기구는 적어도 하나의 보조 감시 영역 내의 목표 물체의 존재 및/또는 동작을 검출하기 위하여 적용되는 적어도 하나의 보조 감지기를 더 포함할 수 있으며, 상기 보조 감지기는 열감응 감지기와는 다른 형태가 될 수 있다. 바람직하게는, 상기 보조 감지기는 극초단파 레이더 감지기, 능동형 적외선 감지기, 극초단파 도플러 감지기 또는 열-전 감지기들 중의 하나가 될 수 있다.
종래의 열전 감지기(pyroelectric sensor)들에 비하여 열전퇴 감지기들 또는 볼로미터 등과 같은 이들 열감응 감지기들의 하나의 기본적인 장점은 이들의 정체-상태(steady-state)의 온도를 검출할 수 있는 능력이다. 열전 감지기들은 단지 온도 변화 측정 만을 제공할 뿐이다. 목표의 존재의 감지가 문 개폐기(door opener) 및/또는 자동문들에의 응용예에서 기본적이기 때문에, 이는 이들 응용예들에 대해서 유리하다.
상기 문 감지기 기구는 상기 문 구성요소들 및/또는 문판들(door leaves) 및 가이드레일(guide rails)들에 근본적으로 반응하지 않으며, 또한 문틀(door frame)에 매우 쉽게 고정될 수 있다. 상기 시스템은 소형, 경량이어서, 안전을 위한 이러한 형태의 감지기뿐만 아니라 동작 감지를 위한 다른 형태의 감지기들까지도 하나의 포장 내로 쉽게 집적될 수 있다. 상기 이중 감지기 기술은 상기 2가지의 기 술들의 조합에 의해 주어지는 흥미로운 특성을 갖는다.
본 발명의 그 이상의 장점들 및 가능한 응용예들은 도면들에서 실시예의 방법으로 구체화된 예시적인 구체예들을 참고하여 이하의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.
상세한 설명, 첨부된 특허청구범위들, 요약서 및 도면들에서, 발명의 상세한 설명의 끝부분에 용어들과 그에 대응하는 참조번호들이 요약되어 있다.
도 1 및 도 2를 참고하면, 도 2에 나타낸 바와 같은 본 발명에 따른 열감응 기구로서 열전퇴 정렬 기구(80)는 기본적으로 도 1에 계통적으로 나타낸 열전퇴 감지기(10)의 정렬을 포함한다. 각 열전퇴 감지기(10)는 상기 기구(80)의 전체 감시 지역의 일부를 구성하는 감시점(52)을 관측 또는 감시하도록 적용된다. 도 2에 나타낸 열전퇴 감지기들의 정렬들의 도 1에 나타낸 하나의 열전퇴 감지기의 구성요소(X)를 참고하면, 접미사 "-i"는 이 구성요소(X)의 참조번호에 연결되어 상기 정렬에서의 상기 구성요소의 참조번호(X-i)를 생성한다. 여기에서, i는 감지기들에서의 특정의 열전퇴 감지기(10-i)를 표시하는데 사용되는 정수이며, i는 1 내지 n의 임의의 값으로 가정될 수 있으며, 여기에서 n은 상기 정렬에 포함된 열전퇴들의 갯수를 나타낸다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 하나의 구체예에서, 열전퇴 감지기(10)는 소형화된 열전쌍(12)의 제1의 접점(15)과 열적으로 연결되어 있는 제1의 소스구성요소(source element)(14) 및 상기 열전쌍(12)의 제2의 접점(19)과 열적으로 연 결되어 있는 제2의 소스구성요소(16)를 포함한다. 상기 열전쌍(12)은 기판(40)의 표면 상에 제공된 절연층(20) 상에 배치된다. 상기 열전쌍(12)의 상기 제1의 접점(15)은 제1의 열전퇴 커넥터(connector)(24)의 수단에 의하여 제1의 열전퇴 신호포트(thermopile signal port)(28)에 전기적으로 연결되고, 상기 열전쌍(12)의 상기 제2의 접점(19)은 제2의 열전퇴 커넥터(26)의 수단에 의하여 제2의 열전퇴 신호포트(30)에 전기적으로 연결된다.
상기 열전퇴 감지기(10)의 상기 제1의 소스구성요소(14)의 온도에 관련된 상기 감시 지역(52) 내에 만연된 온도에 관련된 전기적인 신호, 바꿔 말하면, 상기 열전쌍(12)의 상기 제1 및 제2의 접점(15, 19)들 사이에서 발생된 전압(Vt)은 상기 제1 및 제2의 열전퇴 신호포트(28, 30)들 사이에서 제공되거나 또는 측정될 수 있다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 다수의 실질적으로 동일한 열전퇴 감지기(10-i)들이 공통의 기판(40) 상에 설치된다. 상기 기판은 바람직하게는 실리콘 기판이 될 수 있다.
실리콘 CMOS 집적기술의 진보는 필요한 사전 증폭(preamplifying) 및 다중화 회로(multiplexing circuitry)를 감지기 내에 집적시키는 것을 가능하게 하며, 이는 본 발명에 따른 상기 기구를 예를 들어 자동문들 및 문 개폐기들과 관련하여 매우 낮은 가격으로 적용하는 것을 가능하게 한다. 상기 정렬(열전퇴 감지기들의)의 구성요소들의 크기는 1℃ 또는 그 이하의 양호한 감도를 쉽게 얻을 수 있도록 비교적 크게 될 수 있다.
포장 또는 케이싱(casing)(42)이 상기 기판 주위에 제공되어, 그 안에 열전퇴 감지기들(10-i)의 정렬을 수용하기 위한 열전퇴들의 정렬을 수용한다.
상기 열전퇴 감지기(10)는 별도의 구성요소로서 또는 상기 열전퇴 정렬 기판 내에 완전히 내포되는 방식으로 포함되는 써미스터(thermistor)(도시하지 않음) 및 저잡음-저상쇄 증폭기(low noise-low offset amplifier)를 포함하는 전기회로(도시하지 않음)를 더 포함한다. 상기 써미스터는 보상 목적으로 온도를 감지하며, 상기 저잡음-저상쇄 증폭기는 상기 신호들을 증폭시키고, 역시 바람직하게는 상기 포장(42) 내에 수용되는 상기 정렬 기구 내에 포함된 마이크로콘트롤러(microcontroller)(도시하지 않음)에로 신호를 공급한다. 상기 개개의 감지기들로부터의 임의의 신호들, 또는 가공되거나 또는 파생된 신호들도 예를 들어 개별적인 전기적 도체(eletric conductor) 등에 의하여 상기 포장(42)의 외부에로 전송되거나 제공된다. 상기 정렬의 상기 출력은 상기 감지기 전체의 다중 픽셀(pixel) 신호들 또는 출력의 임의의 조합이 될 수 있다. 계속해서 상기 정보는 상기 기구의 외부로 전송된다. 상기 정렬로부터 나오는 상기 신호들의 처리는 이하에서 설명하는 바와 같은 문에의 적용을 위해 특별히 의도된 특정의 정보처리기술(special processing techniques)들에 적용될 수 있다.
상기 열전퇴 정렬 기구(80)는 예를 들어 한 쌍의 열전퇴 신호포트들에 의하여 제공되는 전압과 같이 열전퇴 신호포트들에서 제공되는 신호(전압 Vt -i)들을 측정하는 데 요구되는 사전 증폭 회로(도시하지 않음) 및 다중화 회로(도시하지 않 음)들을 포함하는 전기회로를 더 포함할 수 있다. 이러한 전기회로들의 일부 또는 모든 전기회로는 또한 상기 포장(42) 내에 수용될 수 있다.
도 2에 나타낸 구체예에서, 상기 포장(42)은 다수의 개구부(46-i)를 포함한다. 다수의 광학 구성요소(44-i)는 각각 상기 포장(42)의 개구부(46-i) 내에 제공되어 배치된다. 각 광학 구성요소(44-i)는 열전퇴 감지기(10-i)의 상기 제1의 소스구성요소(14-i) 상에 감시점(52-i)을 형상화한다. 이는 상기 광학 구성요소가 상기 방사의 일부, 특히 상기 광학 구성요소(44-i)를 통해 상기 감시점(52-i)로부터 송출된 방사의 목표 물체 빔(target object beam)(50-i)을 형성하는 적외선 방사 및 이를 재-지향(re-direct)시키거나 또는 집중(focus)시켜서 방사의 집중된 형상 빔(48-i)이 되도록 하며, 이는 상기 제1의 소스구성요소(14-i) 상에 맺히게 되도록 하는 것을 의미한다. 이러한 방법으로, 상기 감시점들(52-i) 및 그에 대응하는 연관된 열전퇴 감지기들(10-I), 특히 그들 각각의 제1의 소스구성요소들(14-i) 사이에서 연관이 생기도록 한다. 상기 언급된 목표 물체 빔(50-i)은 방추상의 감시 지역을 형성한다. 각 방추상의 감시 영역(50-i) 내부에는, 열 감지가 일어나게 되고, 임의의 높이에서의 목표가 검출된다. 앞서 언급된 상기 점(52-i)들은 개개 방추상의 감시 지역(50-i)들의 상기 감시 지역 예를 들어 지면과의 교차에 의해 형성되게 된다.
상기 제1의 소스구성요소(14-i) 상에 맺히는 상기 적외선 방사(상기 형상 빔(48-i))는 적어도 부분적으로는 그 안에 흡수되고, 그에 따라 상기 제1의 소스구성요소(14-i)를 가열하여, 상기 열전퇴 감지기(10-i)의 상기 제2의 소스구성요소(18- i)에서 만연되는 제2의 온도보다 더 높을 수 있는 상기 제1의 온도를 획득하도록 한다. 흡수층(16-i)이 상기 제1의 소스구성요소(14-i)의 표면상에 제공되어 그 위에 맺히는 상기 적외선 방사의 보다 큰 부분을 흡수하도록 흡수도를 증가시키도록 할 수 있다.
상기 광학 구성요소(44-i)는 높은 투명도(transmissivity)를 갖는 물질로 만들어져서 대상체의 상기 적외선 방사에 대한 대역이 통과할 수 있도록 할 수 있다. 상기 광학 구성요소(44-i)는 예를 들어 적절히 코팅된 게르마늄 또는 실리콘으로 이루어진 렌즈가 될 수 있으며, 이는 상기한 적외선 방사에 대하여 투명하고, 상기 열전퇴 감지기(10-i)를 보호하도록 기능할 수 있다.
상기 정렬 기구는 감시점들을 감지기 구성요소들과 연관시키기 위하여 렌즈나 확대 렌즈(multiple lens)들을 필수적으로 요구하지는 않으며, 도파관(waveguide) 및 소구경에 의한 형상화 등과 같은 다른 광학적 수단들이 사용되어 감시점으로부터 대응하는 (상기 제1의 소스구성요소의) 열전퇴 구성요소에로 방사를 안내하도록 할 수 있다.
상기 제2의 소스전극(source electrode)(18-i)은 방사차폐체(radiation shield)(도시하지 않음)의 수단에 의하여 상기 감시점으로부터 송출되는 방사에 의해 빛나지(번쩍이지) 않도록 하며, 그에 의해 상기 제2의 소스전극(18-i)의 온도가 거의 또는 이상적으로 상기 감시 지역으로부터 송출되는 상기 적외선 방사에 의하여 영향을 받지 않도록 할 수 있다. 상기 제2의 온도는 상기 주변 온도와 관련되는 것으로 예상할 수 있으며, 주로 아래에서 기술된 바와 같이 가변가능하게 선택 되거나 조절될 수 있다.
상기 열전쌍(12-i)의 일측단부('제1의 단부'라고 한다)에의 상기 제1의 소스구성요소(14-i)와 상기 열전쌍(12-i)의 타측단부('제2의 단부'라고 한다)에의 상기 제2의 소스구성요소(18-i)의 사이의 열접합에 따라, 상기 열전쌍(12-i)은 증가하는 온도 차이 즉, 상기 제1 및 제2의 온도 사이의 차이와 함께 증가하는 전압(Vt)을 발생시킨다.
상기 열전쌍(12-i)을 구성하는 물질은 상기 전압(Vt)이 실질적으로 상기 제1의 소스구성요소(14-i)에서의 제1의 온도와 상기 제2의 소스구성요소(18-i)에서의 제2의 온도 사이의 차이에 비례할 수 있도록 하는 것으로 선택될 수 있다.
일반적으로는, 열감응 감지기들과 함께 상기 제2의 소스구성요소의 근처에, 바람직하게는 상기 소스구성요소의 아래에 가열요소가 제공된다. 바람직하게는, 상기 가열요소(22-i)들은 상기 소스구성요소(18-i)들에 관련된 상기 감시점(52-i)의 측면에 대해 대향되는 측면 상에 제공된다. 보다 바람직하게는, 상기 가열요소는 전류가 주입되어 열을 발생시키는 감지기 자체에 함께 구성된다.
상기 가열요소(22)는 제1의 가열 도체(32)의 수단에 의하여 제1의 가열 전류포트(heating current port)(36)에 그리고 제2의 가열 도체(34)의 수단에 의하여 제2의 가열 전류포트(38)에 전기적으로 연결된다. 상기 제1 및 제2의 가열 전류포트(36, 38)들은 상기 전기적 다중화 회로에 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 가열요소(22)는 규정가능한 전류가 그를 통하여 흐를 수 있도록 동력을 받을 수 있는 오옴 저항(ohmic resistance)을 제공하며, 이는 차례로 상기 소스구성요소(18-i)를 가열시켜 가변가능하게 선택할 수 있는 온도를 얻을 수 있도록 한다. 그 결과로서의 상기 소스구성요소(18-i)의 상기 온도의 변화는 측정될 수 있다. 상기 다중화 회로 또는 이러한 목적을 위한 임의의 특정한 회로에 의하여, 상기 가열요소(22)의 동력화 및 상기 소스구성요소(18)의 가열은 반복적으로 그리고 상기 열전퇴 감지기(10-i)들의 어느 것에 대해서도 수행될 수 있도록 하며, 그에 따라 상기 열전쌍(12-i)들 및 열전퇴 감지기(10-i)들 각각의 검출 특성을 편리하게 체크하도록 하고, 그리고 상기 검출 특성들의 장기간의 안전성을 편리하게 체크하도록 하여 상기 기구의 장기간의 정체 상태의 측정 능력을 제공하도록 한다.
각 열전쌍(12-i)에 의해 생성된 상기 신호(전압)가 상기 제1 및 제2의 소스구성요소들 사이의 온도 차이에 의존하기 때문에, 상기 주변 온도에 의해 영향을 받는 것과 같은 상기 정렬 기구의 절대적인 온도 또는 상기 감시 지역 내의 상기 절대적인 온도들은 신호에 전혀는 아니지만 거의 영향을 주지 않는다.상기 감시점으로 들어오는 목표에 의해 야기되는 상기 감시점 내에 만연되는 온도의 변화만이 그곳으로부터 송출되는 상기 적외선 방사의 변화를 유도하고, 그리고 상기 제1의 소스구성요소 상에 맺히는 부분의 대응되는 변화를 유도하며, 이는 차례로 그의 제1의 온도의 대응되는 변화를 유도하며, 결과적으로 상기 열전쌍에 의하여 제공되는 신호에서의 변화를 일으킨다. 또는, 달리, 예를 들어 상기 소스구성요소 근처에 제공된 상기 가열요소의 조절된 동력화에 의하여 가변적으로 선택가능한 변화와 같은, 상기 임의의 소스구성요소의 온도의 변화는 상기 열전쌍으로부터 얻어지는 신 호에서의 변화를 유도할 수 있다.
열전퇴 감지기(10-i)들의 배열은 공통의 기판(40) 상에, 예를 들어 공지의 CMOS 집적 기술을 사용하는 것에 의하여 제조될 수 있으며, 이는 상기 포장(42) 내, 필요한 경우, 상기 기판(40) 내에 각 열전퇴 감지기의 전기회로들, 상기 사전 증폭 회로, 상기 가열요소들을 동력화시키기 위한 상기 동력화 회로 및 상기 다중화 회로들을 포함하는, 필수적인 회로들의 집적을 가능하게 한다. 이는 상기 감지기를 매우 작고, 저가로 생산할 수 있도록 하는 것을 가능하게 하며, 그에 따라 문들, 예를 들면 자동문들 및 문 개폐기 등에 관하여 저가로 적용하게 하는 것을 가능하게 한다. 이는 또한 단일의 포장 내에의 하나 이상의 다수의 열감응 감지기를 제공하는 것을 가능하게 하여 열감응 감지기 정렬 기구를 생산하는 것을 가능하게 한다.
상기 정렬 기구 내에 적어도 2개의 감지기들을 제공하는 것에 의해, 상기 정렬 기구의 감지기들의 선택된 한 쌍의 감지기들 사이에서의 차등 측정 기술(differential measurement techniques)을 적용하는 것이 가능하게 된다. 예를 들어, n개의 감지기들과 같이 그 이상의 감지기들을 제공하는 것에 의해, 감지기들의 정렬을 제공하는 것을 가능하게 한다. 상기 정렬 기구는 1차원(또는 선형)의 배치로 이루어질 수 있다. 상기 정렬 기구는 또한 예를 들어 n * m개의 감지기들 또는 픽셀들의 행렬을 포함하는, 사각형 또는 정방향 등과 같은 2차원의 배치로 이루어질 수 있으며, 여기에서 n 및 m은 정수이며, 상기 정렬 기구의 2차원 내의 감지기의 수를 나타낸다. 단일의 감시점을 단일의 열전퇴 감지기와 연결시키는, 앞서 설 명한 임의의 수단에 의하여 감지기(열전퇴 구성요소들)의 상기 정렬 기구가 감시되어야 할 감시 지역 내의 감시점들의 배치와 대응되어 연관될 수 있다는 것은 당해 기술분야에서 숙련된 자에게는 명백하게 이해될 수 있는 것이다.
움직이는 목표 물체가 감시점들의 정렬을 포함하는 감시 지역에 들어오는 경우, 각 감시점 내에 만연되는 일련의 온도의 변화들이 상기 정렬 기구의 상기 대응되는 열전퇴 감지기들에 의하여 검출될 수 있다. 차등 측정 및 검출 기술들이 선택가능한 한 쌍의 감지기 구성요소들 사이에 적용될 수 있으며, 그에 의하여 예를 들어 주어진 시간 동안 목표가 존재하지 않는 보상 감시점들 내에 만연하는 온도에 비해 목표가 존재하는 감시점들의 종속군(subset) 내의 온도 차이가 검출되도록 할 수 있다. 이는 주변 온도와는 별개이고, 상기 감시 지역 내에 존재하며, 주변 온도와 동일하게 있는(예를 들어, 주변 온도인) 다른 정적인 물체들과 별개인 목표의 존재를 검출하는 것을 가능하게 한다. 상기 움직이는 목표가 그 안에 존재하는 감시점들의 종속군 내에서의 상기 온도의 변화의 그 시간에서의 측정은 감시점들의 정렬 내에서의 상기 움직이는 목표의 움직임(방향 및 속도)을 검출하는 것을 가능하게 한다.
상기 정렬 기구가 전적으로 수동형이고, 상기 감시 지역을 감시하기 위한 어떠한 에너지도 방사하지 않는다는 것은 중요하다. 이는 사람에 대해 안전하고, 또한 상기 정렬 기구를 작동시키기 위하여 요구되는 동력 공급 전류의 양을 극적으로 감소시킨다. 상기 감지기 또는 정렬 기구는 또한 발광을 필요로 하지 않으며, 발광 변수들에 완전히 무관하게 완전한 어둠 내에서 동작할 수 있다.
문 감지기 기구 내에서의 상기 기술한 열전퇴 정렬 기구의 구체예의 응용들을 이하에서 도 3 및 도 4를 참조하여 상세히 설명한다.
문 감지기 기구의 위치는 중심이나 가장자리 둘 중의 어느 곳이든 상기 문의 상부 상이 될 수 있으며, 그에 따라 상기 기구가 지향되어 상기 감시 지역의 배열이 상기 문을 통과하거나 또는 그 근처의 소정의 영역의 움직임 또는 교통을 커버하도록 할 수 있다.
도 3은 활주식 문 배치에서의 문 감지기 기구의 응용을 나타내고 있다. 활주식 문(64)은 제1의 활주식 문 구성요소(64-1) 및 제2의 활주식 문 구성요소(64-2)를 포함하며, 이는 제1의 구축 벽 부분(60)과 제2의 구축 벽 부분(62)들 사이의 벽 내에 형성된 개구부를 개방시키거나 또는 폐쇄시키도록 적용된다. 도 3에 나타낸 바와 같이, 상기 문 감지기 시스템은 상기 문의 각 측면 상에서 서로에 대하여 실질적으로 평행한 선형의 정렬 내에 배치된 1 * n의 2열의 열감응 감지기 구성요소들을 포함할 수 있다. 하나의 열전퇴 감지기 정렬 기구의 상기 감시점들(52-1i)들은 상기 감지기의 방추상의 검출 영역과 지면 사이의 교차점들이기는 하나, 이 방추상의 검출 영역 내에 들어오는 임의의 목표는 임의의 높이에서도 검출될 수 있다. 이들 감시점들이 상기 구축 벽 부분(60, 62)들의 일측면 상의 문에 대해 실질적으로 평행하게 배열되는 한편으로, 상기 다른 열전퇴 감지기 정렬의 상기 감시점들(52-2i)은 상기 구축 벽 부분(60, 62)들의 대향되는 측면 상의 문에 대해, 바람직하게는 상기 감시점(52-2i)들에 대향되는 영역(register) 내에 평행하게 배열된다. 이러한 배열은 사람 또는 애완동물들과 같은 동물들 또는 상기 개구부를 통과 하여 움직이는, 지면과 다른 온도를 갖는 다른 물체들과 같은 목표 대상들의 존재 또는 움직임을 검출하는 것을 가능하게 한다. 도 3에 나타낸 것과는 다른 구체적인 실시예에서, 예를 들어 상기 대응되는 감시점들이 상기 문의 문턱을 따라 그 근처에 배열되도록 하는 방법으로 열전퇴 감지기들의 단일의 선형 정렬들을 포함하는 문 감지기 기구로 조정하는 것도 고려할 수 있다.
능동형 감지기들에 비해, 상기 문 구성요소들이 지면을 포함하는 주변과 평형이거나 같은 온도라고 가정한다면, 열전퇴 정렬에 기초하는 상기 문 감지기 기구는 서로 다른 열전퇴 감지기들의 신호들의 적절한 처리에 의하여 쉽게 상기 문 구성요소(64-1, 64-2)들을 구별할 수 있도록 하거나 또는 심지어 이들이 보이지 않도록 할 수 있다. 이는 또한 상기 감지기가 상기 문 구성요소를 "통하여 감시하도록(look through)" 조정하고, 예를 들어 문이 폐쇄되는 것과 같이 상기 문이 움직이는 동안에도 상기 감시점들의 감시를 유지하는 것을 가능하게 한다. 상기 문 감지기 기구가 상기 문 구성요소를 쉽게 구별(또는 단순히 무시)할 수 있기 때문에 상기 문 감지기 기구가 목표 물체의 존재 또는 움직임을 정확하게 감지하기 우하여 상기 문 구성요소의 위치에 대한 어떠한 정보도 필요로 하지 않기 때문에 이는 매우 큰 장점이다.
계속해서, 또 다른 구체예에서, 상기 감지기 기구는 상기 문 구성요소를 "통하여 감시하도록" 조정할 수 있는 반면에, 개개 단일 감시점은 상기 문 구성요소(64-1, 64-2)들을 가로질로 그리고 그의 양 측면들 상으로 연장된다.
대조적으로, 일반적으로 문들, 자동문들 및 문 개폐기들과 관련된 응용예들 에서 사용되는 것과 같은 능동형 적외선 감지기들은 상기 능동형 적외선 감지기, 예를 들어 발광다이오드(LED)에 의하여 송출된 적외선 빔(beam)에 대한 상기 목표의 반사의 검출에 기초하여 신호들을 파생시키며, 상기 감시 지역들 내에서의 반사의 변화들에 대해 민감하며, 비, 눈, 바람, 낙엽 등과 같은 임의의 혼란들에 대해 반응하게 된다. 이들 문제점들은 열전퇴 정렬에 기초한 상기 문 감지기 기구로 극복된다. 본 발명에 따른 상기 문 감지기 기구는 주변 환경과 동일한 온도에 있는 혼란을 무시할 수 있다. 만일 상기 혼란이 동일한 온도에 있지 않다면, 이러한 혼란들이 다중(또는 전체)의 열전퇴 구성요소들(픽셀들)을 동시에 그리고 동일한 방법으로 영향을 끼치는 것으로 이해될 수 있으며, 이는 적절한 조작 및 차등 측정에 의해 인지될 수 있으며, 계속해서 목표 물체로부터 상기 혼란들을 쉽게 구별할 수 있으며, 목표의 존재 및/또는 움직임이 검출될 수 있다.
도 4는 여닫이식 문 배치에서의 문 감지기 기구의 또 다른 응용예를 나타내고 있다. 여닫이식 문(66)은 제1의 구축 벽 부분(60)의 모서리(문틀)에 선회가능하게 고정되며, 제2의 구축 벽 부분(62)과 상기 제1의 구축 벽 부분(60)들 사이에 형성된 개구부를 개방하고, 폐쇄하도록 적용된다. 상기 제1의 구축 벽 부분(60)과 상기 제2의 구축 벽 부분(62)들 각각의 면에 수직으로 연장되도록 하여 목표, 특히 상기 개구부에 대해 그리고 상기 문턱을 넘어서 사람들을 안내하기 위한 제1의 안내레일(guide rail)(70) 및 제2의 안내레일(72)이 제공될 수 있다. 도 3에 나타낸 상기 여닫이식 문 배치의 경우에서와 같이, 상기 문 감지기 시스템은 상기 문의 각 측면 상에서 서로에 대하여 실질적으로 평행한 1 * n의 2열의 열감응 감지기 구성 요소들을 포함하여, 감시점(52-1i, 52-2i)들의 대응하는 제1 및 제2의 종속군들이 지면 및/또는 그들의 임의의 높이, 바람직하게는 사전-결정된 높이 이상에 제공되고 , 그리고 도 4에 나타낸 바와 같은 상기 미닫이식 문 구성요소(66)의 양 측면들에 평행하게 그리고, 바람직하게는 그 양측면들 상에 대해 대향하는 영역 관계 내에서 연장되는, 선형 정렬로 배열된다. 달리, 문 감지기 기구는 대응되는 감시점들이 상기 여닫이식 문 구성요소(66)를 따라 그 근처에서 연장되는 선형의 정렬을 형성하도록 배치된 n개의 열전퇴 감지기들의 단일의 선형 정렬을 포함할 수 있다.
도 5는 회전식 문 배치에서의 문 감지기 기구의 또 다른 응용예를 나타내고 있다. 회전식 문이 한 쌍의 제1의 문짝(74)과 제2의 문짝(76)들 사이에 배치되며, 중심의 수직축을 따라 서로 연결되며, 상기 수직축의 주위로 예를 들어, 도 5에 화살표로 나타낸 바와 같이, 반시계 반향으로 선회가능한 제1, 제2, 제3 및 제4의 회전식 문 구성요소(68-1, 68-2, 68-3, 68-4)들을 포함한다. 각 회전식 문 구성요소(68-1 내지 68-4)들에 대한 열전퇴 구성요소들의 배열을 포함하는 문 감지기 기구가 대응하는 회전식 문 구성요소(68-1, 68-2, 68-3, 68-4)들에 실질적으로 평행하게 연장되도록 하는 방법으로 제공되고 그리고 배치된다. 상기 감시점들의 정렬은 도 5에 나타낸 바와 같은 존재의 검출을 제공하기 위하여 지면 또는 그 위의 임의의 높이, 바람직하게는 사전-결정된 높이 위에 위치하고, 바람직하게는 상기 회전방향 내의 각 회전하는 문 구성요소의 면을 향하는 방향으로 배열된다.
도 6 및 도 7은 문 감지기 기구들의 또 다른 구체예들을 나타내고 있다.
도 6에서, 상기 문 감지기 기구는 열전퇴 감지기들의 정렬에 더해 적어도 하 나의 보조 감지기, 또는 2개의 감지기들을 더 포함하며, 이는 다른 형태의 감지기로서, 바람직하게는 상기 문의 문턱으로부터 격리되어 위치하거나 및/또는 상기 문의 문턱의 대향되는 측면 상의 제2의 보조 감시점(54-2) 내에 위치하는 적어도 보조 감시점(54-1) 내의 움직임의 검출을 제공하도록 적용된다. 도 6에 나타낸 바와 같이, 상기 보조 감시점들은 실질적으로 타원형을 가질 수 있다. 상기 보조 감지기 또는 감지기들은 극초단파 도플러 레이더 감지기 등과 같은 극초단파 검출(microwave detection)에 기초하는 것이거나 또는 열전 감지기 또는 심지어 능동형 적외선 동작 감지기가 될 수 있다. 상기 보조 감지기 또는 감지기들은 다른 케이스 내에 또는 열전퇴 감지기들의 정렬과 같은 케이스 내에 제공될 수 있다. 도 6에 나타낸 바와 같이, 상기 열전퇴 감지기들이 대향되는 영역 관계에서 상기 활주식 문 구성요소들의 양 측면 상에서 상기 문의 문턱에 평행하게 그리고 상기 문의 문턱을 따라 연장되는, 대응되는 다수의 감시점들에 대해 2차원의 2 * n 정렬로 배치된다. 달리, 상기 열전퇴 정렬의 상기 감시점들은 상기 문의 양측면 상에서 연장되는 상기 감시점들에 대한 단일의, 선형의 정렬을 형성할 수 있다.
도 7의 또 다른 구체예에서, 상기 문 감지기 기구는 활주식 문 배치와 함께 제공되며, 대응하는 감시점(52-ji)들과 관련되는 m * n 열전퇴 구성요소들의 직사각형의 정렬을 포함하며, 여기에서 j는 1 내지 m 사이의 값을 획득할 수 있는 정수이고, i는 1 내지 n 사이의 값을 획득할 수 있는 정수이다. 상기 감시점(52-ji)들은 n개의 감시점들의 상호 평행한 m열로 정렬(또는 선형 정렬)된다. 도 7에 나타낸 바와 같이, 상기 문 감지기 기구는 2개의 중심 상에 위치한 인접한 정렬(52-ji, 52-ki)들이 상기 문 구성요소에 평행하게 되도록 그리고 감시 영역 관계에서 대향되도록 조정되며, 여기에서 k는 j+1이다. 감시점들의 상기 2개의 중심 상에 위치한 인접한 정렬들 및 그에 대응하는 열전퇴 감지기들의 정렬들은 상기 문의 문턱 근처 또는 그 안의 목표들의 존재를 검출하기 위하여 사용된다. 상기 문의 문턱의 양 측면 상에서, 감시점들의 외측 정렬들의 중첩(도 7에 나타낸 구체예에서는 3개의 정렬들)이 상기 문 및/또는 상기 구축 벽의 양 측면 상에, 상기 문의 문턱으로부터 이격되어 제공되어 존재 및/또는 움직임을 검출하도록 한다.
적절한 신호 처리의 적용에 의하여, 도 6 및 도 7에 나타낸 구체예들에서의 상기 문 감지기 기구는 심지어 움직임이 상기 구축 벽 구성요소에 실질적으로 평행인 방향 내에서의 움직임("평행 교통")인 경우에서도 상기 문의 문턱으로부터 이격된 위치에서 움직이는 목표들의 움직임 또는 교통을 검출할 수 있으며; 이들은 또한 보다 선택적인 움직임 또는 사람의 수의 계산 등에 사용될 수도 있다.
문에의 적용예들에서, 상기 문이 상기 감시점들을 포함하는 주변환경과 동일한 실온에 있는 경우, 상기 열감응 감지기들이 상기 움직이는 문 구성요소들을 감지하지 못하기 때문에, 상기 열감응 감지기들의 정렬은 상기 문의 문턱 상 및 근처, 그리고 심지어 상기 문의 문틀 내의 목표들의 존재 및/또는 움직임을 검출할 수 있다. 상기 움직이는 문 구성요소들에 대해 작동하지 않는 것은 차치하고도, 상기 열감응 감지기들은 또한 예를 들어 활주식 또는 여닫이식 문 배치들에 제공된 레일 등에 대해 작동하지 않으며, 또한 회전식 문 배치에서의 문짝들에 대해서도 작동하지 않는다.
열전퇴 정렬 감지기들은 장기간의 안정성 및 정체-상태의 온도 측정능력을 제공하며, 이는 때때로 상기 감지기 특성, 예를 들어, 상기 임의의 열전퇴 감지기들의 근처에 제공된, 대응하는 가열요소를 선택적으로 동력화시키는 것에 의해 개별적으로 각 열전퇴 구성요소들을 측정하는 것에 의해 입증될 수 있다. 상기 가열요소는 또한 전류가 적용되는 감지기 자체가 될 수 있다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니고, 특허청구범위에 기재된 발명의 범위 내에서 여러가지 변형 또는 변경이 가능하고, 그러한 변형예 또는 변경예도 또한 본 발명의 범위 내에 포함되는 것임은 말할 필요도 없다.

Claims (27)

  1. 각 열감응 감지기(10-i)가 감시 영역(56) 내의 대응하는 적어도 2개 이상 다수의 방추상의 감시 영역(50-i)과 연관되어 있고, 그리고
    각 열감응 감지기가 상기 다수의 방추상의 감시 영역(50-i)들 중의 대응되는 하나의 방추상의 감시 영역으로부터 송출된 열적인 적외선 방사의 일부를 흡수하도록 적용되어 있는, 하나의 정렬 배치 내에 제공되는 적어도 2개 이상 다수의 열감응 감지기(10-i)들을 포함하는, 감시 영역(56) 내의 목표의 존재를 검출하기 위한 열감응 정렬 기구(80)에 있어서,
    각 열감응 감지기(10-i)가 목표물의 온도에 따라 상기 열감응 감지기(12-i)에서 발생된 신호(Vt-i)를 측정하기 위해 상기 감지기에 전기적으로 연결된 전기회로를 더 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 감시 영역 내의 목표의 존재를 검출하기 위한 열감응 정렬 기구.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 감지기가 열전퇴 감지기들 또는 볼로미터 감지기들을 포함함을 특징으로 하는 감시 영역 내의 목표의 존재를 검출하기 위한 열감응 정렬 기구.
  3. 상기 전 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 신호(Vt-i)가 상기 적어도 2개의 열감응 감지기(10-i)들 중의 하나의 제1 및 제2의 접점(15-i, 19-i)들 사이에서 발생된 전압임을 특징으로 하는 감시 영역 내의 목표의 존재를 검출하기 위한 열감응 정렬 기구.
  4. 상기 전 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 다수의 열감응 감지기(10-i)에 의해 발생된 다수의 전압(Vt-i)을 측정하기 위하여 적용된 사전/증폭 회로 및 상기 열감응 감지기(10-i)들에 대응하며 주변의 방추상의 감시 지역(50-i)들 내에 만연하는 온도를 나타내는 다수의 전기적인 신호들의 변화를 제공하도록 적용된 다중 회로를 더 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 감시 영역 내의 목표의 존재를 검출하기 위한 열감응 정렬 기구.
  5. 상기 전 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
    그 안에 상기 다수의 열감응 감지기(10-i) 및 각 광학 구성요소(44-i)가 상기 대응하는 열감응 감지기(10-i)의 제1의 소스구성요소(14-i) 상으로 대응하는 감시점(52-i)로부터 송출되는 적외선 방사의 일부를 형상화하도록 적용되는 다수의 광학 구성요소(44-i)들을 수용하도록 적용되는 포장(42)을 더 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 감시 영역 내의 목표의 존재를 검출하기 위한 열감응 정렬 기구.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 광학 구성요소(44-i)가 열적인 적외선 방사를 투과시키도록 적용된 렌즈들임을 특징으로 하는 감시 영역 내의 목표의 존재를 검출하기 위한 열감응 정렬 기구.
  7. 상기 전 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 정렬 배치가 선형 정렬임을 특징으로 하는 감시 영역 내의 목표의 존재를 검출하기 위한 열감응 정렬 기구.
  8. 상기 전 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 정렬 배치가 2차원의 정렬임을 특징으로 하는 감시 영역 내의 목표의 존재를 검출하기 위한 열감응 정렬 기구.
  9. 상기 전 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 감지기 구성요소(18-i)가 가변가능하게 선택될 수 있는 참조 온도에 놓여지도록 적용됨을 특징으로 하는 감시 영역 내의 목표의 존재를 검출하기 위한 열감응 정렬 기구.
  10. 상기 전 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 다수의 열감응 감지기(10-i)들에 대응하여 다수의 가열요소(22-i)들을 포함하며, 각 가열요소(22-i)는 감지 구성요소(18-i) 근처에 적용되어 감지 구성요 소를 가열하도록 적용되어, 상기 감지기 검출 성능의 감시에 사용되는 가변가능하게 선택가능한 참조 온도를 얻을 수 있도록 구성됨을 특징으로 하는 감시 영역 내의 목표의 존재를 검출하기 위한 열감응 정렬 기구.
  11. 제 10 항에 있어서,
    전류가 상기 감지기를 통하여 열이 발생되는 경우에 상기 감지기 자체에 의하여 상기 가열 기능이 수행됨을 특징으로 하는 감시 영역 내의 목표의 존재를 검출하기 위한 열감응 정렬 기구.
  12. 상기 전 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
    보조 감시 영역(54-1, 54-2) 내의 목표 물체의 존재 및/또는 동작을 검출하도록 적용된 보조 감지기를 더 포함하며, 상기 보조 감지기가 상기 열감응 감지(10-i)와 다른 형태인 것임을 특징으로 하는 감시 영역 내의 목표의 존재를 검출하기 위한 열감응 정렬 기구.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 보조 감지기가 극초단파 레이더 감지기, 극초단파 도플러 감지기, 능동형 적외선 감지기 또는 열-전 감지기들 중의 하나임을 특징으로 하는 감시 영역 내의 목표의 존재를 검출하기 위한 열감응 정렬 기구.
  14. 상기 전 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 다수의 열감응 감지기(10-i)가 공통의 기판(40) 상에 제조됨을 특징으로 하는 감시 영역 내의 목표의 존재를 검출하기 위한 열감응 정렬 기구.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 기판이 실리콘 기판이고, 상기 열감응 감지기들이 실리콘 집적 기술, 바람직하게는 CMOS 집적 기술을 사용하여 제조됨을 특징으로 하는 감시 영역 내의 목표의 존재를 검출하기 위한 열감응 정렬 기구.
  16. 문의 문턱 내 및/또는 근처에서 연장되어 감시 영역 내의 목표 물체의 존재 및/또는 동작을 검출하기 위하여 적용되는 문 감지기 기구에 있어서,
    상기 문이 문의 개구부의 개방 및 폐쇄하도록 적용된 적어도 하나의 가변가능한 문 구성요소(64, 66, 68)들을 포함하며,
    상기 기구가
    상기 적어도 하나의 문 구성요소(64, 66, 68)들에 대응하여 상기 청구항 제1항 내지 제15항들 중 어느 한 항에 따른 적어도 하나의 열감응 정렬 기구(80)를 포함하며,
    여기에서 상기 적어도 하나의 열감응 정렬 기구(80)들의 다수의 방추상의 감시 영역(50-i)들이 대응하는 문 구성요소(64, 66, 68)에 대해 실질적으로 평행하게 연장되는 선형의 정렬 배치로 배치되는 것을 특징으로 하는 문의 문턱 내 및/또는 근처에서 연장되어 감시 영역 내의 목표 물체의 존재 및/또는 동작을 검출하기 위하여 적용되는 문 감지기 기구.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 방추상의 감시 영역들이 대응하는 가변가능한 문 구성요소(64, 66, 68)의 양 측면 상에서 연장되는 것을 특징으로 하는 문의 문턱 내 및/또는 근처에서 연장되어 감시 영역 내의 목표 물체의 존재 및/또는 동작을 검출하기 위하여 적용되는 문 감지기 기구.
  18. 제 16 항 또는 제 17항에 있어서,
    상기 방추상의 감시 영역(50-i)들의 교차가 지면 또는 지면 상의 임의의 높이에 위치하는 감시점들을 형성하는 것을 특징으로 하는 문의 문턱 내 및/또는 근처에서 연장되어 감시 영역 내의 목표 물체의 존재 및/또는 동작을 검출하기 위하여 적용되는 문 감지기 기구.
  19. 제 16 항 내지 제 18 항들 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 문이 상기 문의 개구부에 대해 실질적으로 평행한 평면 내에서 활주되도록 적용된 하나 또는 그 이상의 가변가능한 문 구성요소(64-1, 64-2)들을 포함하는 활주식 문 배치를 포함하는 경우에서, 열감응 감지기들의 적어도 하나의 감시점들의 상기 선형의 정렬 배치가 상기 가변가능한 문 구성요소 또는 상기 문의 문턱 에 실질적으로 가로지르면서 그를 따라 연장되는 것을 특징으로 하는 문의 문턱 내 및/또는 근처에서 연장되어 감시 영역 내의 목표 물체의 존재 및/또는 동작을 검출하기 위하여 적용되는 문 감지기 기구.
  20. 제 19 항에 있어서,
    2개의 열감응 정렬 기구(80)들을 포함하며, 여기에서 상기 2개의 정렬 기구들에 대응하는 감시점(54-1i, 54-2i)들의 상기 선형의 정렬 배치들이 상기 문의 문턱의 양 측면들 상에 위치하는 것을 특징으로 하는 문의 문턱 내 및/또는 근처에서 연장되어 감시 영역 내의 목표 물체의 존재 및/또는 동작을 검출하기 위하여 적용되는 문 감지기 기구.
  21. 제 16 항 내지 제 18 항들 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 문이 하나 또는 그 이상의 여닫이식 문 구성요소(66)들을 포함하는 여닫이식 문 배치를 포함하며, 적어도 하나의 열감응 정렬 기구(80)이 각 여닫이식 문 구성요소(66)에 제공되며, 여기에서 각 열감응 정렬 기구에 대응하는 감시점들의 선형의 배치들이 이들이 실질적으로 그에 평행하게 잔류하도록 하는 방법으로 상기 대응하는 여닫이식 문 구성요소(66)와 함께 가변되는 것을 특징으로 하는 문의 문턱 내 및/또는 근처에서 연장되어 감시 영역 내의 목표 물체의 존재 및/또는 동작을 검출하기 위하여 적용되는 문 감지기 기구.
  22. 제 21 항에 있어서,
    각 여닫이식 문 구성요소(66)들과 관련되는 2개의 열감응 정렬 기구(80)들을 포함하며, 감시점(52-1i, 52-2i) 들의 상기 2개의 대응하는 선형의 정렬 배치가 상기 여닫이식 문 구성요소(66)의 대향되는 측면들 상에 위치되는 것을 특징으로 하는 문의 문턱 내 및/또는 근처에서 연장되어 감시 영역 내의 목표 물체의 존재 및/또는 동작을 검출하기 위하여 적용되는 문 감지기 기구.
  23. 제 16 항 내지 제 18 항들 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 문이 다수의 회전하는 문 구성요소(68-1, 68-2, 68-3, 68-4)들을 포함하는 회전식 문 배치이고, 적어도 하나의 열감응 정렬 기구(80)가 각 회전하는 문 구성요소(68-1, 68-2, 68-3, 68-4)들에 제공되며, 여기에서 상기 감시점(52-i)들의 상기 선형의 배치들이 이들이 실질적으로 그에 평행하게 잔류하도록 하는 방법으로 상기 대응하는 각 회전하는 문 구성요소(68-1, 68-2, 68-3, 68-4)들과 함께 가변되는 것을 특징으로 하는 문의 문턱 내 및/또는 근처에서 연장되어 감시 영역 내의 목표 물체의 존재 및/또는 동작을 검출하기 위하여 적용되는 문 감지기 기구.
  24. 제 23 항에 있어서,
    감시점들의 상기 선형의 배치들이 상기 회전하는 문 구성요소(68-1, 68-2, 68-3, 68-4)들에 대해 회전하는 방향으로 향하는 면 상에 배치되는 것을 특징으로 하는 문의 문턱 내 및/또는 근처에서 연장되어 감시 영역 내의 목표 물체의 존재 및/또는 동작을 검출하기 위하여 적용되는 문 감지기 기구.
  25. 제 23 항 또는 제 24 항에 있어서,
    각 회전하는 문 구성요소(68-1, 68-2, 68-3, 68-4)dp 대해 2개의 열감응 정렬 기구(80)들이 포함되며, 감시점(52-1i, 52-2i, 52-3i, 52-4i)들의 2개의 대응하는 선형의 정렬 배치들이 각 회전하는 문 구성요소(68-1, 68-2, 68-3, 68-4)의 대응하는 하나의 대향되는 면 상에 위치하는 것을 특징으로 하는 문의 문턱 내 및/또는 근처에서 연장되어 감시 영역 내의 목표 물체의 존재 및/또는 동작을 검출하기 위하여 적용되는 문 감지기 기구.
  26. 제 16 항 내지 제 25 항들 중의 어느 한 항ㅇ 있어서, 적어도 하나의 보조 감시 영역(54-1, 54-2) 내의 목표의 존재 및/또는 동작을 검출하도록 적용된 적어도 하나의 보조 감지기를 더 포함하며, 상기 보조 감지기가 열감응 감지기(10-i)와는 다른 형태인 것임을 특징으로 하는 문의 문턱 내 및/또는 근처에서 연장되어 감시 영역 내의 목표 물체의 존재 및/또는 동작을 검출하기 위하여 적용되는 문 감지기 기구.
  27. 제 26 항에 있어서,
    상기 보조 감지기가 극초단파 레이더 감지기, 극초단파 도플러 감지기, 능동형 적외선 감지기 또는 열-전 감지기들 중의 하나임을 특징으로 하는 문의 문턱 내 및/또는 근처에서 연장되어 감시 영역 내의 목표 물체의 존재 및/또는 동작을 검출하기 위하여 적용되는 문 감지기 기구.
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